本发明专利技术涉及高阻隔材料技术领域，且一种改性聚酰亚胺‑聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，包括以下配方原料：聚酰亚胺‑石墨烯复合材料、改性高密度聚乙烯，聚己二酰己二胺、增容剂。该一种改性聚酰亚胺‑聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，高密度聚乙烯具有优异的气体分子和水分子阻隔性，乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，提高了其在熔融状态下分子链的交联度，改善了高密度聚乙烯热成型效率，羧基化石墨烯中芳环结构的电子密度很高，具有排斥原子或分子的渗透作用，疏水性的石墨烯降低了聚酰亚胺的亲水性，抑制了气体分子在聚酰亚胺中的渗透作用，降低了气体分子在聚酰亚胺表面的吸附，大幅改善了聚酰亚胺的气体阻隔性。
A modified polyimide polyethylene high barrier composite and its preparation
【技术实现步骤摘要】
一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法
本专利技术涉及高阻隔材料
，具体为一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法。
技术介绍
高阻隔材料是一种把气体阻隔性很强的材料与热缝合性、水分阻隔性很强的聚烯烃材料同时进行挤出而成的多层结构的材料，聚乙烯醇高阻隔材料是将添加了纳米无机物的聚乙烯醇经过印刷、复合而成；聚偏二氯乙烯树脂常作为复合材料或单体材料及共挤薄膜片，是一种优异的高阻隔性包装材料；聚偏二氯乙烯涂覆薄膜是使用聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯等作为基材，或者是使用偏氯乙烯和氯乙烯的共聚物，以及和丙烯酸甲酯共聚制成的阻隔性材料，乙烯/乙烯醇共聚物是一种广泛使用的高阻隔性材料，种类包括非拉伸型外、双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等材料。高密度聚乙烯是一种性能优异的热塑性塑料，并且高密度聚乙烯对水蒸气和氧气具有良好的阻隔性能，但是高密度聚乙烯对有机溶剂具有溶胀性，从而限制了高密度聚乙烯的使用范围，并且高密度聚乙烯的热稳定性较差，导致在高温下其韧性和强度等机械性能不高，降低了高密度聚乙烯的实用性和使用寿命。
技术实现思路
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，解决了高密度聚乙烯对有机溶剂具有溶胀性的问题，同时解决了高密度聚乙烯的热稳定性较差，影响了机械性能的问题。（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：22-38份聚酰亚胺-石墨烯复合材料、50-58份改性高密度聚乙烯，10-16份聚己二酰己二胺、2-4份增容剂。优选的，所述增容剂为邻苯二甲酸酐。优选的，所述高密度聚乙烯制备方法包括以下步骤：（1）向两者体积比为2-4:1的四氢呋喃和无水乙醇混合溶剂中，加入接枝单体乙二醇二甲基丙烯酸酯、引发剂过氧化二苯甲酰和再高密度聚乙烯，将溶液在40-50℃进行超声处理1-2h，超声频率为20-22KHz。（2）将溶液加热至110-120℃，反应25-30h，将溶液冷却至室温、减压蒸馏，将混合产物置于密炼机中，加热至180-200℃进行30-50min的熔融共混和接枝反应，制备得到乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，即为改性高密度聚乙烯。优选的，所述乙二醇二甲基丙烯酸酯、过氧化二苯甲酰和高密度聚乙烯，三者质量比为2-4.5:1-2:300。优选的，所述改性聚酰亚胺复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶通入N2排出空气，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，依次加入4,4'-二氨基苯酰替苯胺和羧基化石墨烯，将反应瓶置于超声处理仪中，加热至60-70℃，超声频率为20-22KHz，进行超声处理1-2h，然后加入1,2,4,5-苯四甲酸酐，将溶液加热至120-130℃，在N2氛围下匀速搅拌反应8-12h。（2）将溶液过滤、洗涤固体产物、干燥，将产物置于真空干燥箱中进行酰亚胺化处理，干燥箱升温速率为1-1.2℃/min，加热至450-460℃，保温30-40min，将物料冷却至室温，制备得到聚酰亚胺-石墨烯复合材料。优选的，所述羧基化石墨烯中羧基含量为4-6%，厚度为0.8-1.2nm，片径为0.5-5um，4,4'-二氨基苯酰替苯胺、羧基化石墨烯和1,2,4,5-苯四甲酸酐，三者质量比为130-150:1:125-140。优选的，所述改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向无水乙醇溶剂中加入50-58份改性高密度聚乙烯，22-38份聚酰亚胺-石墨烯复合材料、10-16份聚己二酰己二胺和2-4份增容剂邻苯二甲酸酐，将溶液加热至80-90℃，匀速搅拌预活化10-15h。（2）将溶液减压浓缩、干燥，将固体混合物置于双螺杆挤出机，在225-245℃下共混2-3h，挤出母粒，制备得到改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料。（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，高密度聚乙烯具有优异的气体分子和水分子阻隔性，通过使用乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，使其结构中引入长支链，提高了高密度聚乙烯在熔融状态下分子链的交联度，增强了高密度聚乙烯的熔融体强度，改善了高密度聚乙烯热成型效率，更好地与聚酰亚胺材料形成复合材料。该一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，石墨烯中芳环结构的电子密度很高，具有排斥原子或分子的渗透的作用，通过使用羧基化石墨烯与聚酰亚胺中的酰胺基形成氢键，增强了石墨烯与聚酰亚胺的相容性，并且疏水性的石墨烯降低了聚酰亚胺的亲水性，抑制了气体分子在聚酰亚胺中的渗透作用，同时羧基化石墨烯增强了聚酰亚胺的结晶度，降低了气体分子在聚酰亚胺表面的吸附，从而大幅改善了聚酰亚胺的气体阻隔性。该一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，通过加入增容剂邻苯二甲酸酐，增加了聚酰亚胺、高密度聚乙烯和聚己二酰己二胺的相容性，通过熔融挤压成型制备出复合材料，大大降低了复合材料在有机溶剂中的溶胀性，并且耐热性能优异的聚己二酰己二胺和聚酰亚胺改善了复合材料的热稳定性，避免了高密度聚乙烯材料在高温下，韧性降低的现象，同时聚己二酰己二胺中含有大量的酰胺基团，与高密度聚乙烯中的长支链乙二醇二甲基丙烯酸酯交联，大大增强了高密度聚乙烯的拉伸性能和断裂强度。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，其特征在于：22-38份聚酰亚胺-石墨烯复合材料、50-58份改性高密度聚乙烯，10-16份聚己二酰己二胺、2-4份增容剂，增容剂为邻苯二甲酸酐。高密度聚乙烯制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶中加入适量的四氢呋喃和无水乙醇混合溶剂，两者体积比为2-4:1，再依次加入接枝单体乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后加入高密度聚乙烯，乙二醇二甲基丙烯酸酯、过氧化二苯甲酰和高密度聚乙烯，三者质量比为2-4.5:1-2:300，将反应瓶置于超声处理仪中，加热至40-50℃，超声频率为20-22KHz，进行超声处理1-2h。（2）将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至110-120℃，进行预活化回流反应25-30h，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，将混合产物置于密炼机中，加热至180-200℃进行30-50min的熔融共混和接枝反应，将物料冷却至室温，制备得到乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，即为改性高密度聚乙烯。改性聚酰亚胺复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶通入N2排出空气，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，依次加入4,4'-二氨基苯酰替苯胺和羧基化石墨烯，羧基化石墨烯中羧基含量为4-6%，厚度为0.8-1.2nm，片径为0.5-5um，将反应瓶置于超声处理仪中，加热至60-70℃，超声频率为20-22KHz本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：22-38份聚酰亚胺-石墨烯复合材料、50-58份改性高密度聚乙烯，10-16份聚己二酰己二胺、2-4份增容剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：22-38份聚酰亚胺-石墨烯复合材料、50-58份改性高密度聚乙烯，10-16份聚己二酰己二胺、2-4份增容剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料，其特征在于：所述增容剂为邻苯二甲酸酐。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料，其特征在于：所述高密度聚乙烯制备方法包括以下步骤：
（1）向两者体积比为2-4:1的四氢呋喃和无水乙醇混合溶剂中，加入接枝单体乙二醇二甲基丙烯酸酯、引发剂过氧化二苯甲酰和再高密度聚乙烯，将溶液在40-50℃进行超声处理1-2h，超声频率为20-22KHz。
（2）将溶液加热至110-120℃，反应25-30h，将溶液冷却至室温、减压蒸馏，将混合产物置于密炼机中，加热至180-200℃进行30-50min的熔融共混和接枝反应，制备得到乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，即为改性高密度聚乙烯。
4.根据权利要求2所述的一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料，其特征在于：所述乙二醇二甲基丙烯酸酯、过氧化二苯甲酰和高密度聚乙烯，三者质量比为2-4.5:1-2:300。
5.根据权利要求1所述的一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料，其特征在于：所述改性聚酰亚胺复合材料制备方法包括以下步骤：
（1）向反应瓶通入N2排出空气，加入适量的N,N...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗更荣，
申请(专利权)人：罗更荣，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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